М М Кононова Органическое вещество почвы Подготовила Студентка

М. М. Кононова Органическое вещество почвы Подготовила Студентка 1 курса магистратуры Карпушова Анастасия

Глава первая ИЗ ИСТОРИИ ИЗУЧЕНИЯ ПОЧВЕННОГО ГУМУСА НАЧАЛЬНЫЙ ПЕРИОД ИССЛЕДОВАНИЙ (вторая половина XVIII в. ) Начальным периодом исследований следует считать вторую половину XVIII в. В книге Валериуса (Wallerius, 1761), являющейся первым научным руководством по агрономической химии, уже имеются указания на образование гумуса при разложении растений и на некоторые его свойства: способность впитывать воду, поглощать питательные вещества; гумус рассматривается как пища растений. Предприняты попытки выделить гумусовые вещества при помощи щелочных растворов из торфов, гниющих растительных остатков и почв (Achard, 1786; Vauquelin, 1797— 1798; Thomson, 1807). В этот же период М. В. Ломоносов (1763) высказал мысль, что богатые перегноем почвы (чернозем) происходят «от согнития животных и растущих тел со временем» . Другой русский ученый — И. И. Комов — в своем труде «О земледелии» (1789) изложил ряд положений, касающихся роли гумуса в питании растения и в создании благоприятного для него воднофизического режима почвенной среды.

ИССЛЕДОВАНИЯ XIX ВЕКА Первую половину XIX в. следует рассматривать как начало систематических исследований химической природы гумусовых веществ, различные представители которых были выделены из почв, вод источников, гниющих растительных остатков. С именем шведского химика Берцелиуса (Berzelius, 1839) связаны представления о креновой и апокреновой кислотах. Эти кислоты были впервые обнаружены Берцелиусом в водах минерального источника. Мульдер, используя накопленные к тому времени материалы, систематизировал гумусовые вещества по цвету, растворимости в воде и щелочных растворах в следующие группы: 1) нерастворимые в щелочи: ульмин и гумин; 2) растворимые в щелочи: бурая перегнойная кислота— ульминовая и черная — гуминовая; 3) растворимые в воде: креновая и апокреновая кислоты. Однако развитие микробиологии, особенно биохимии микроорганизмов, обязанное блестящим открытиям Пастера, оказало влияние и на исследования в области гумуса. Уже в последней четверти прошлого столетия трудами (Крупных ученых (Post, 1862; Дарвин, 1882; П. А. Костычев, 1884, 1886, 1889; Muller, 1887; Ramann, 1888, и др. ) было установлено, что образование Гумуса представляет собой процесс биологический, обязанный деятельности живых существ — микроорганизмов, а также различных представителей животного мира (землероев, червей, насекомых).

ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРВЫХ ДЕСЯТИЛЕТИЙ XX в. К первым десятилетиям текущего века относятся труды в области почвенного гумуса, принадлежащие В. Р. Вильямсу (1897, 1902, 1914, 1939). Его представления о гумусе вытекают из концепции о биологических группировках, включающих растения и микроорганизмы, которыми определяются направление почвообразовательного процесса, характер разложения органических остатков и природа образующихся гумусовых веществ. Вильяме придерживался мнения Шпренгеля, Берцелиуса, Мульдера, Германа о существовании гумусовых веществ как природных образований и сохранил для них прежние названия (ульминовая, гуминовая, креновая кислоты).

Глава вторая ПРИРОДА ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ПОЧВЫ Органическая часть почвы представляет собой сложную систему разнообразных веществ; динамичность ее определяется поступлением в почву остатков растительного и животного происхождения и изменением их преимущественно под воздействием различных групп микроорганизмов, - а также различных представителей фауны. Некоторые изменения органических остатков и их компонентов (окисление, гидролиз, механическое разрушение) могут происходить под непосредственным действием атмосферных осадков, кислой или щелочной реакции почвы, ветра, изменений температуры. Все разнообразие органических веществ почвы можно систематизировать в две основные группы. 1 Первая группа веществ входит в состав органических остатков; она является, продуктами их распада или продуктами жизнедеятельности (обмена и ресинтеза) живого населения. Эта (первая) группа представлена известными в органической химии веществами (белки и аминокислоты, углеводы простые и сложные, органические кислоты различной природы, жиры, воски, смолы, лигнин и. пр. ). В сумме органические соединения индивидуальной природы составляют в минеральных почвах примерно 10— 15% от общего запаса органических веществ.

СОБСТВЕННО ГУМУСОВЫЕ ВЕЩЕСТВА ПОЧВЫ Комплекс органических соединений коричневого, бурого и желтого цвета, выделяемых из почвы растворами щелочей, нейтральных солей или органическими растворителями, носит «назваиие гумусовых веществ. Согласно приведенной схеме, гумусовые вещества систематизируются в следующие группы: 1) гуминовые и ульминовые кислоты; 2) креновые и апокреновые (фульвокислоты); 3) гиматомелановая кислота; 4) гумин и ульмин.

Фульвокислоты (креновая и апокреновая) почвенного гумуса Понятие о креновой и апокреновой кислотах было введено в первой половине XIX в. Берцелиусом, который выделил ключевую (креновую) кислоту из вод минерального источника, из водных вытяжек перегнойной почвы, из состава болотных руд, а Мульдер и Герман — из кислых растворов после осаждения в вытяжках гуминовых кислот. По наблюдениям Берцелиуса, при окислении на воздухе креновая кислота, имевшая первоначально светло-желтый цвет, превращалась в бурое труднорастворимое вещество, по внешнему виду похожее на гуминовую кислоту; это вещество Берцелиус назвал апокреновой кислотой. Согласно представлениям тех лет, креновая и апокреновая кислоты считались индивидуальными, соединениями. Тогда же было установлено, что эти кислоты энергично разрушают минеральную часть почвы, в частности силикаты, и что соли креновой и апокреновой кислот (Са, Mg, Al, Fe и др. ) относительно легко растворимы. Благодаря таким свойствам еще в первые годы текущего столетия Н. М. Сибирцев (1900— 1901) и В. Р. Вильямс тесно связывали развитие подзолообразовательного процесса с наличием в почвах креновой и апокреновой кислот.

Глава третья БИОХИМИЯ ПРОЦЕССА ГУМУС 00 БРА 30 ВАНИЯ Главнейшим источником гумусовых веществ почвы являются органические остатки растительного и животного происхождения. Поступление их в почву в условиях Средней Европы исчисляется следующими приблизительными величинами: под травянистой однолетней и многолетней растительностью, а также в лесных почвах с травянистым покровом вес ежегодно отмирающих корней равен 3— 5 т/га примерно столько же поступает в виде опада. Плазма отмирающих в течение года микроорганизмов составляет до 1 т/га, а тела мертвых животных — несколько сот кг/га (Тюрин, 1946).

ИЗМЕНЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ Гумификация поступающих в почву органических остатков зависит от их химического состава и от условий почвенной среды, влияющих на деятельность микроорганизмов. Хотя растительные организмы в общем содержат одни и те же группы веществ (воски, жиры, смолы, белки, углеводы простые и сложные, лигнин и другие компоненты), однако соотношение этих веществ в разных объектах весьма разнообразно, что существенно влияет на скорость гумификации. Исследования микробиологов (Мишустин и Тимофеева, 1944; Красильников и Никитина, 1945; Кононова, 1943; Разницына, 1947; Теппер, 1949; Рыбалкина и Кононенко, 1959) показали, что гумификация остатков травянистой растительности осуществляется сложным комплексом микроорганизмов. При этом отмечено, что вначале развиваются преимущественно группы неспоровых бактерий (среди них много слизеобразующих) и плесневые грибы, потребляющие наиболее доступные органические вещества (моно- и дисахариды, аминокислоты, белки). Затем эти группы микробов сменяются споровыми бактериями, которые могут использовать более сложные соединения.

ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА НОВООБРАЗОВАННЫХ ГУМУСОВЫХ ВЕЩЕСТВ Гумусовые вещества, образовавшиеся на ранних стадиях гумификации растительных остатков, были выделены из последних отжиманием. Бурая жидкость отфильтровывалась через полотно, затем через стеклянные фильтры и, наконец, через серию мембранных фильтров с диаметром пор от 6 до 0, 1 µ. Отфильтрованная жидкость была прозрачной и имела слабокислую реакцию (р. Н 6, 6— 6, 7). В этой жидкости при подкислении H 2 S 04 и слабом нагревании на «водяной бане гумусовые вещества оседали в виде бурых хлопьев. Гель промывали водой путем декантации, а затем диализовали в коллодийных мешочках до полного удаления SO 4. По окончании диализа гель высушивали на воздухе, экстрагировали спиртобензольной смесью, составленной в отношении 1: 1, после чего препарат поступал в анализ.

РАЗЛОЖЕНИЕ ГУМУСОВЫХ ВЕЩЕСТВ МИКРООРГАН ИЗМАМИ Несмотря на сложное строение, гумусовые вещества в той или иной мере могут использоваться микроорганизмами. Об этом можно судить по появлению плесневых грибов и колоний микроорганизмов на геле гуминовых кислот, равно как и на растворах гуматов и фульватов, что отмечали еще Г. Ф. Нефедов (1897), П. Слезкин (1900), Рейнитцер (Reinitzer, 1900) и другие исследователи. В специальных опытах, проведенных Я. Я. Никитинским (1902), с заражением сред, содержащих гуминовую кислоту, было установлено, что она может быть использована плесневыми грибами и бактериями в качестве источника азота. В последующих работах (Понтович, 1938; Дикуссар, 1945; Кудрина, 1951; Александрова И. В. , 19536; Kuster 19526; Ambroz, 1956; Didier, 1956; Волкова, 1961; Schonwalder, 1958; Burges a. Lather, 1960) показано, что гуминовые кислоты используются различными группами микроорганизмов: плесневыми грибами, актиномицетами, дрожжами, сульфатредуцирующими термофильными бактериями и другими представителями мира микроорганизмов. Однако во всех приведенных работах микроорганизмы, по- видимому, использовали лишь примеси органических веществ в гуминовых кислотах либо их боковые цепочки; осветления сред, которое говорило бы о расщеплении ядра гуминовых кислот, авторы не наблюдали. Возвращаясь к вопросу об использовании микроорганизмами гумусовых веществ, следует сказать, что в условиях почвенной среды их разложению способствуют два фактора: во-первых, гумусовые вещества присутствуют не в виде препаративно-очищенных соединений, а в смеси с другими органическими веществами, в том числе легко разлагаемыми микроорганизмами, и, во-вторых, в почве гумусовые вещества подвергаются воздействию ассоциаций микроорганизмов с присущими им многообразными функциями.

РОЛЬ ЖИВОТНЫХ В ПРЕВРАЩЕНИЯХ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ПОЧВЫ Об огромном значении деятельности различных представителей животного мира в почве стало известно после замечательных исследований Ч. Дарвина о дождевых червях, а также трудов Мюллера (Muller, 1887), Раманна (Ramann, 1888), относя щихся ко второй половине XIX в. — периоду становления биологического направления в изучении проблемы почвенного гумуса. Разрыхление почвы, транспортировка органических остатков в пределах почвенного профиля и вне его, перераспределение запасов солей, измельчение и переработка гумифицированного материала, создание водопрочной почвенной структуры — во всех этих процессах деятельное участие принимают разнообразные представители макро-, мезо- и микрофауны. К ним относятся клещи и ногохвостки, энхитреиды, черви, мокрицы, многоножки, паукообразные, насекомые, слизни, улитки, нематоды, турбеллярии и прочие беспозвоночные. Из числа позвоночных важную роль в почве играют грызуны, кроты и другие животные. В качестве примера, иллюстрирующего роль беспозвоночных в измельчении растительного материала, приведем рис. 33. В наших опытах (Кононова, 1944) гумифицированные корни люцерны и клевера в течение длительного времени сохраняли строение; стенки водопроводящих сосудов давали отчетливую ; реакцию на лигнин. Но лишь только на них поселялась мушка Sciara и появлялись ее личинки, как гумифицированный материал за несколько дней превращался в аморфную массу (мулль).

Глаза четвертая РОЛЬ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ОБРАЗОВАНИИ ПОЧВЫ И СОЗДАНИИ ЕЕ ПЛОДОРОДИЯ УЧАСТИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ПРОЦЕССЕ ВЫВЕТРИВАНИЯ И НАЧАЛЬНЫХ СТАДИЯХ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ Образование почвы в значительной мере обязано воздействию на материнскую породу органических веществ в различных формах и представляет собой процесс биогеохимический. Имеются все основания считать, что пионерами в этом процессе являются микроорганизмы, грандиозная роль которых в круговороте железа, серы, кальция, кремния, фосфора и других элементов установлена С. Н. Виноградским (1896), Г. А. Надсоном (1903), В. Л. Омелянским (1927). На огромное значение организмов и продуктов их жизнедеятельности в превращении породы в почву указывал В. Р. Вильямс, считая основой процесса почвообразования синтез и разложение органического вещества. В. И. Вернадский рассматривал живые организмы как величайшую силу, воздействующую на породы и минералы: «На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным результатам, чем живые организмы, взятые в целом» . Вернадский (1927) указывал, что в сложных условиях биохимического воздействия организмов и воды с содержащимися в ней кислородом, углекислотой и органическими веществами происходит разложение силикатов и алюмосиликатов, выделение из богатых закисью железа соединений гидратов окиси железа, образование щелочных и щелочноземельных углекислых солей, большей частью растворимых в воде, выпадение коллоидов кремнезема, каолиновых глин, разрушение связи кремнезема и глинозема с металлами.

РОЛЬ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ФОРМИРОВАНИИ ПОЧВЕННОГО ПРОФИЛЯ; ФОРМЫ СВЯЗИ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ С МИНЕРАЛЬНОЙ ЧАСТЬЮ ПОЧВЫ Систематизация возможных форм связей гумусовых веществ, с минеральной частью почвы была дана в 30 -х годах И. В. Тюриным (1937), Шпрингером (Springer, 1936), А. Ф. Тюлиным, (1938). И. В. Тюрин наметил следующие возможные формы связей (терминология их дается по монографии Тюрина, 1937): 1) гумусовые вещества в свободном или почти в свободном состоянии; 2) гумусовые вещества в форме гуматов сильных оснований: а) с Са и отчасти с Mg; б) с Na (и Mg); 3) гумусовые вещества в «форме «гуматов» и» смешанных гелей с гидроокисью, алюминия^и железа; 4) гумусовые вещества, прочно связанные с глиной ( «аргил-логумины» ); 5) гумусовые вещества в «форме комплексных органо-минеральных соединений (с Al, Fe, P, S). В последующие годы были предприняты попытки конкретизировать формы связи гумусовых веществ с минеральной частью. применительно к различным почвам, и выяснить их механизм (Антипов-Каратаев, Келлерман, Хан, 1948; Хан, 1946, 1950; Beutelspacher, 1955; Л. Н. Александрова, 1954, 1960 а, б, 1962; Александрова и Надь, 1958, и др. ). Классификация металло-органических соединений, по мнению И. Н. Антшгова-Каратаева, может быть представлена в следующем виде: 1) соли низкомюлекулярных органических кислот (ацетатат, оксалаты и др. ); 2) соли» гуминовых кислот и фульвокислот (гуматы, фульваты); 3) комплексные и внутрикомплексные соединения (хелаты); 4) адсорбционные органо-минеральные соединения ( «аргиллиты» ). К ним относятся соединения гуминовых кислот и фульвокислот с гидратами полутораокисей и адсорбционные соединения с глинистыми частицами.

Физиологические свойства собственно гумусовых веществ Чрезвычайно важной и интересной является способность группы собственно гумусовых веществ воздействовать на физиологические и биохимические процессы растений. Стимулирующее действие на корнеобразование оказывают не только гуминовые кислоты из разных почв, но и фульвокислоты (рис. 38), что обнаружилось в опытах с рядом растений (Кононова и Панкова, 1950). Исследованиями Рипачека и его сотрудников (Rypacek, 1961; Ku-Tsen-Chui, 1961; Sladky, 1961) показано, что различные гумусовые вещества влияют на анатомическое строение растения и, в частности, ускоряют дифференциацию точки роста. Не менее интересно воздействие гуминовых кислот на физико- химическое строение протоплазмы растения. Прежние наблюдения Лиске о повышении проницаемости. , растительных мембран были подтверждены исследованиями А. А. Прозоровской (1936), которая установила, что в присутствии гуминовой кислоты усиливается экзосмос сахаров из чешуек лука и вместе с тем усиливается поступление в растение азота, калия и фосфора из питательной среды.

Глава пятая ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ПРОЦЕССА ГУМУСООБРАЗОВАНИЯ Органическая часть почвы, являясь динамической системой, непрерывно обновляется в результате новообразования и разложения входящих в ее состав веществ. Характер этих процессов весьма разнообразен и зависит от растительного покрова, деятельности микроорганизмов и животных, водного и теплового режимов, химических и физических свойств почвы. Рассмотрим значение факторов и условий почвообразования в процессах превращения органических веществ. О РОЛИ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА В ГУМУСООБРАЗОВАНИИ Отмирающие элементы растительного покрова являются главным источником энергии для многочисленного мира населяющих почву микроорганизмов и животных, деятельности которых обязано образование гумусовых веществ. Роль растительного покрова в гумусообразовании определяется количеством и природой растительных остатков, а также характером их поступления и разложения в почве. В. В. Докучаев, П. А. Костычев, В. Р. Вильямс указывали, что наилучшим источником гумуса служат многолетние злаковые и бобовые травы с тонко разветвленной корневой системой, пронизывающей слои почвы и способной к интенсивной регенерации. Тесный контакт отмирающих корешков травянистой растительности с массой почвы способствует закреплению в ней новообразованных гумусовых веществ. По сравнению с травянистой растительностью корни древесных пород, как более грубые и долговечные, в общем являются худшим источником гумуса. Однако нельзя исключить значение в гумусообразовании тонких корешков древесной растительности, обычно концентрирующихся в верхних слоях почвы. Большая роль в гумусообразовании в лесных почвах принадлежит подстилке, из которой органические вещества в составе растворов поступают в почвенные слои.

ГИДРОТЕРМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И ПРОЦЕССЫ ПРЕВРАЩЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВЕ Условия увлажнения итемпературы играют многостороннюю роль в процессах превращения органических веществ в почве, прежде всего благодаря их огромному влиянию на растительный покров и деятельность микроорганизмов — важнейшие биологические факторы почвообразования. По вопросу о влиянии, гидротермических условий на процессы превращения органических веществ в почве имеются довольно скудные данные. Из прежних работ (Мюллера, Дегерена и Демусси» , Фодора, Вольни, Костычева и других авторов — см. монографию Кононовой, 1951) следует, что слабое разложение органических веществ начинается уже около 0°; с повышением температуры до 35° интенсивность процесса усиливается, а при дальнейшем росте температуры наблюдается его угнетение. При температуре свыше 50° вновь наблюдается усиленное выделение С 02, обязанное, однако, не биологическим процессам, а химическому распаду органических веществ, что в природных условиях может происходить, вероятно, лишь в поверхностных влажных слоях почвы жаркого климата. При низких значениях влажности почвы микроорганизмы проявляют слабую биохимическую активность. Оптимальная влажность для большинства (почвенных микроорганизмов соответствует 60— 80% от полной влагоемкости. Дальнейшее ее повышение снижает активность микроорганизмов. Зависимость интенсивности процессов аммонификации, нитрификации и фиксации атмосферного азота от значений влажности почвы иллюстрируюется данными Гривса и Картера (Greaves a. Carter, 1920), полученными для 22 почв, различающихся по механическому составу и содержанию гумуса.

Глава шестая ПРИРОДА ГУМУСА ГЛАВНЕЙШИХ ПОЧВ СССР СОСТАВ ГУМУСА, ПРИРОДА И СВОЙСТВА ГУМУСОВЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВАХ СССР Изменение содержания гуминовых кислот в большинстве случаев идет параллельно изменению общего количества гумуса. Процентное содержание в составе гумуса этой группы веществ увеличивается от подзолистых почв к черноземам и вновь падает в направлении к каштановым и далее к бурым пустынно-степным почвам, а также к сероземам. Содержание фулывокислот изменяется менее закономерно, но в общем оно находится в обратном отношении к содержанию гуминовых кислот. Показательно отношение между гуминовыми кислотами и фульвокислотами, которое в черноземах близко 2, 0, в каштановых 1, 5— 1, 7. В подзолистых, бурых пустынно-степных почвах, сероземах, красноземах это отношение меньше единицы. Содержание фульвокислот превышает таковое гуминовых кислот в горно-луговых и горно-лесных бурых почвах. Достаточно закономерно изменяется количество веществ, извлекаемых при декальцировании почвы, которое проводится разбавленными растворами. НС 1 или H 2 S 04. Эта группа включает разнообразные индивидуальные соединения (смоляные кислоты, углеводы, продукты распада белков и пр. ), а в подзолистых почвах и красноземах — некоторую долю фульвокислот и близких к ним форм гуминовых кислот. Этим и может быть объяснено, что именно в последних двух типах почв содержание веществ, извлекаемых при декальцировании, достигает наибольшей величины. Что касается углерода остатка , то он составляет 30— 40% от общего содержания углерода почвы, и четких закономерностей изменении его содержания для разных почв не наблюдается. Отсутствие закономерных изменений этой группы органических веществ объясняется тем, что закрепление их определяется главным образом механическим и минералогическим составом почвы. В луговых и лесных почвах высокое содержание углерода в остатке почвы может быть частично объяснено присутствием полуразложившегося растительного материала.

Гумус тундровых почв Тундровая зона, занимающая обширную территорию на Крайнем Севере Европейской и Азиатской частей СССР, благодаря низким температурам и высокой влажности почвы отличается большим своеобразием условий почвообразования. Исследования природы гумуса тундровых почв немногочисленны и свидетельствуют о существенных колебаниях как общего содержания, так и состава, что объясняется разнообразием природных условий формирования этих почв. В табл. 33 приведены данные, характеризующие гумус целинных тундровых почв. Так, для тундр Воркуты, и Салехарда характерна малая гумусность и низкое содержание в составе гумуса гуминовых кислот. В тундре же Северной Якутии даже на глубине 35— 40 см отмечено высокое содержание органического углерода, разное 4, 74%. Обращает внимание довольно высокий процент гуминовых кислот в составе гумуса данной почвы, примем на глубине 35— 40 см отношение Сгум/Сфуль по сравнению с горизонтом б— 10 см возрастает и превышает единицу. Такое явление авторы (Караваева и Таргульян, 1960) объясняют миграцией гумусовых веществ из горизонтов их образования к холодному фронту многолетней мерзлоты с последующей консервацией в условиях анаэробиозиса, низкой температуры и тяжелого механического состава надмерзлотного слоя.

Гумус серых лесных почв Серые лесные почвы, расположенные в Европейской и Азиатской частях СССР в условиях умеренного увлажнения под лиственными породами, существенно отличаются от дерново-подзолистых почв более мощным гумусовым горизонтом и отсутствием сплошного подзолистого горизонта. Исходным материалом для образования гумусовых веществ в этих почвах служат как лиственный опад, так и травянистая растительность. Данные табл. 40 иллюстрируют особенности гумусообразования в темно-серой лесной почве: высокое содержание гумуса и азота; превышение количества гуминовых кислот над фульвокислотами: в горизонтах А 0 и A 1 отношение Сгум/Сфуль равняется 1, 11— 1, 57, а в нижележащих около 2, 5. В отличие от подзолистых почв, в темно-серой лесной почве большая часть гуминовых кислот находится в сложных формах связи с кальцием, для разрушения которой требуется предварительная обработка почвы растворами минеральных кислот (декальцирование почвы). Только в верхних горизонтах (3— 10 и 12— 19 см) однократной обработкой 0, 1 н. Na. OH недекальцированной почвы извлекается соответственно 33, 1 и 17, 8% от общего количества гуминовых кислот; по-видимому, это свободные формы гуминовых кислот, вымытые из подстилки; в. остальных горизонтах эта фракция составляет лишь 5— 6% от общего количества гуминовых кислот.

Гумус черноземных почв Черноземные почвы в СССР занимают обширную территорию, проходящую сплошной полосой через всю Европейскую часть по направлению от западных границ к востоку. Значительную территорию черноземные почвы занимают и в Азиатскойчасти СССР, особенно в южной части Западно-Сибирской низменности и в северной части Казахстана. Образование черноземов связано с развитием разнотравной злаково-степной растительности, дающей мощную, проникающую в глубокие горизонты корневуюмассу; гумификация последней происходит в климатических условиях, где отношение поступающих в почву атмосферных осадков к количеству испаряющейся с поверхности влаги близко к единице. Неустойчивость увлажнения в летний 'сезон создает своеобразный ритм в биологической деятельности, когда достаточная активность микрофлоры 'при увлажнении сменяется депрессией при высыхании почвы. Такие условия способствуют образованию гумусовых веществ и предохраняют их от быстрого вовлечения в новые биологические процессы. Данные содержания углерода и азота, а также состава гумуса почв Каменной степи приведены в табл. 44. Для состава гумуса черноземов характерно высокое содержание гуминовых кислот, в два и более раза превышающее таковое фульвокислот. Лишь незначительная часть гуминовых кислот извлекается из недекальцированной почвы однократной обработкой 0, 1 н. Na. OH. С появлением подстилки усиливается новообразование гумусовых веществ, а наличие сезонных нисходящих токов воды способствует вымыванию органических веществ в нижележащие слои. Основные признаки, характеризующие гумус черноземного типа почвообразования: большая мощность гумусового горизонта, высокая гумусность, преобладание в составе гумуса группы гуминовых кислот (отношение последних к фульвокислотам равно 1, 5— 2, 0, а в некоторых случаях и выше). Гуминовые кислоты представлены главным образом сложными, связанными с кальцием формами и извлекаются из почвы преимущественно после обработки ее растворами минеральных кислот.

Гумус каштановых почв зоны сухих степей Каштановые почвы расположены в зоне сухих степей и находятся южнее черноземов; эта зона простирается по северному побережью Черного и Азовского морей, нижнему течению Волги и Урала и переходит в Казахстан, Западную и Восточную Сибирь. В табл. 51 приведены данные, характеризующие содержание и состав гумуса темно- и светлокаштановых почв Европейской и Азиатской частей СССР. Некоторые черты, характерные для гумуса черноземов, в известной мере сохраняются в каштановых почвах. Так, в составе гумуса каштановых почв процентное содержание гуминовых кислот, как и в черноземах, выше, нежели фульвокислот; соответственно отношение Сгум/Сфуль превышает единицу. Напомним, что лишь малая часть гуминовых кислот выделяется из недекальцированных каштановых почв однократной обработкой 0, 1 н. Na. OH. Это свидетельствует о сложных формах связи гуминовых кислот с кальцием (возможно, и с магнием) в каштановых почвах.

Глава седьмая МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ПОЧВЫ В настоящей главе описаны методы изучения органического вещества в минеральных почвах, применяемые в наших исследованиях (Лаборатория биохимии и биологии почв Почвенного института им. В. В. Докучаева). В гриппу А включены методы, которые мы рекомендуем для общей характеристики гумуса почв: определение содержания и состава гумуса; оптической плотности и порога коагуляции (осаждения) гуминовых кислот, выделяемых из почвы по ходу определения состава гумуса. В группе Б описаны приемы выделения гумусовых веществ из почвы и изучения их природы и свойств: определение элементарного состава; ускоренные методы определения функциональных групп; приемы фракционирования гумусовых веществ с помощью хроматографии и электрофореза. В группу В мы включили приемы изучения динамики органических веществ в почве: учет надземной массы и корней растений; сокращенный биохимический анализ свежих и гумифицированных растительных остатков; методы изучения состава органических веществ в почвенных растворах.

Спасибо за внимание!!!